C++静态库与动态库

什么是库

本质上来说是一种可执行代码的二进制形式，可以被操作系统载入内存执行。库有两种：静态库(.a,.lib)和静态库(.so,.dll)。

所谓静态库，动态库是指链接方式不同。

2, 静态库

之所以成为静态库，是因为在链接的阶段，会将汇编生成的目标文件.o与引用到的库一起链接打包到可执行文件中，因此对应的链接方式为静态链接。

静态库与汇编生成的目标文件一起链接为可执行文件，那么静态库必跟.o文件格式相似。其实一个静态库可以简单堪称一组目标文件的集合，很多目标文件经过压缩打包后形成的一个文件。

静态库特点：

2.1 静态库对函数库的链接是放在编译时期完成的

2.2 程序在运行的时候与函数库无瓜葛，移植方便

2.3 浪费空间和资源，因为所有相关的目标文件与牵扯到的函数库被链接合成一个可执行文件。

linux下使用ar工具，windows下使用lib.exe，将目标文件压缩到一起，并且对其进行编号和索引，以便于查找和检索。一般创建静态库的步骤如下图所示：

使用方法详见：

https://www.runoob.com/w3cnote/cpp-static-library-and-dynamic-library.html

3, 动态库

为什么需要动态库，其实也是静态库特点所影响

空间浪费是静态库的一个问题

另一个问题是静态库对程序的更新，部署和发布会带来麻烦，如果静态库liba.lib更新了，所以使用它的应用程序都需要重新编译发布给用户

动态库在程序编译的时候并不会自动链接到目标代码中，而是程序运行的时候才会被载入。不同的应用程序如果调用相同的库，那么内存里也只拷贝了一份实例。因为是共享的。动态库是在程序运行的时候才会被载入，也解决了静态库对程序的更新，部署和发布会带来的麻烦，用户只需要更新动态库即可。

动态库的特点：

动态库可以把对一些库函数的链接载入推迟到程序运行的时期

可以实现进程之间的资源共享

可以使得程序升级变得更加简单

可以做到链接载入完全由程序员在程序代码中控制

Win与linux文件执行格式不同，在创建的时候有一些差异

- 在win系统上执行的文件格式是PE格式，动态库需要一个DLLmain函数作为初始化的入口，通常在导出函数的声明的时候需要有_declspec(dllexport)关键字

- linux下gcc编译的执行文件默认是ELF格式，不需要初始化入口，也不需要做特别的声明，编写比较方便。

与创建静态库不同的是，不需要打包工具，直接使用编译器就可以创建动态库。

- 首先在生成目标文件，要加编译器选项-fpic

-fPIC 创建与地址无关的编译程序，是为了能够在多个应用程序之间共享，然后生成动态库，此时要加连接器选项-shared

在执行的时候如何定位共享库文件的：

1, 当系统加载可执行的代码的时候，能够知道其依赖的库的名字，但是还需要知道绝对路径

2,对于elf格式的可执行程序，是由ld-linux.so*来完成的，它先搜索elf文件的DT-RPATH段环境变量，目录找到库文件后将其载入内存

如何让系统能够找到它：

1,如果安装在/lib或者/usr/lib 下，那么ld默认能够找到，无需其他操作

2,如果安装在其他目录，需要将其添加到/etc/ld.so.cache文件中，步骤如下：

--  编辑/etc/ld.so.conf文件，加入库文件所在目录的路径

--  运行ldconfig ，该命令会重建/etc/ld.so.cache文件

附件：

--shared: 指定生成动态库链接库

--static: 指定生成静态链接库

--fPIC: 表示编译为位置独立的代码，用于编译共享库，目标文件需要创建成位置无关码，在可执行程序装载的时候，他们可以放在内存的任何地方。

--L 链接目录

--l: 链接的动态库，编译器查找动态链接库的时候隐含命名规则

--Wall：生成所有警告信息

--ggdb: 尽可能的生成调试信息

--g: 编译器在编译的时候产生调试信息

--c: 只激活了预处理，编译和汇编，也就是把程序做成了目标文件(.o文件)

--Wl,options: 把参数传递给连接器ld。如果options中间有逗号，就将options分成多个选项

nm命令

可以打印出哭喊是中涉及到的所有符号，库既可以是动态也可以是静态的

一般有三种：

在库中被调用的，但是在库中没有定义，用U表示

一种是库中定义的函数，用T表示

一种是所谓的弱态符号，虽然在库中被定义，但是可能被其他库中的同名符号覆盖，用w表示

ldd命令

可以查看可执行程序的共享库

总结

二者的不同点在于代码被载入的时刻不同

静态库在程序编译被链接到目标代码中，体积比较单

动态库不会被链接到目标代码中，在程序运行的时候才被载入，因此代码体积比较小

参考：

https://www.runoob.com/w3cnote/cpp-static-library-and-dynamic-library.html